【正文】 m???? 塔頂 液相的質(zhì)量分率 9 0 .9 7 4 7 8 .1 1 0 .9 6 90 .9 7 4 7 8 .1 1 9 2 .1 3 0 .0 2 6A? ???? ? ? ,1 0. 96 9 81 1. 61 0. 03 1 80 6. 88 , 81 1. 46L D m L D m k g k m ol??? ? ? 進(jìn)料板液相平均密度的計算 由 tF＝ ℃，查 表 得 3379 2. 61 , 79 2. 15ABk g m k g m???? 進(jìn) 料板液相的質(zhì)量分率 0 . 3 8 8 7 8 . 1 1 0 . 3 50 . 3 8 8 7 8 . 1 1 9 2 . 1 3 0 . 6 1 2A? ?? ? ? ,1 0. 35 79 2. 61 0. 65 / 79 2. 15 , 79 2. 31L F m L F m k g k m ol??? ? ? 塔底 液相平均密度的計算 由 tw＝ ℃，查 表 得 3376 7. 46 , 77 1. 56ABk g m k g m???? 塔底 液相的質(zhì)量分率 0 . 0 0 6 6 3 7 8 . 1 1 0 . 0 0 5 6 40 . 0 0 6 6 3 7 8 . 1 1 9 2 . 1 3 0 . 9 9 3 3 7A? ?? ? ? ,1 0. 00 56 4 / 76 7. 46 ( 1 0. 00 56 4) / 77 1. 56 , 77 1. 54L wm L wm k g k m ol??? ? ? ? 精餾段液相平均密度為 , 8 1 1 .4 6 7 9 2 .3 1 8 0 1 .8 92Lm k g k m o l? ??? 提 餾段液相平均密度為 39。 三、 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算 1. 操作壓力計算 塔頂操作壓力 DP =+4= kPa 每層塔板壓降 △ P＝ kPa 塔底 操作 壓力 wP =+? 24= kPa 進(jìn)料板操作壓力 FP =+? 11= kPa 精餾段平均壓力 P m ＝（ +） /2＝ kPa 提餾段平均壓力 P m =（ +） /2 = kPa 2. 操作溫度計算 依據(jù)操作壓力，由通過試差法計算出泡點(diǎn)溫度，其中苯、甲苯的飽和蒸氣壓由 安托尼方程計算，計算過程略。8x? Wx? 所以提餾段板數(shù)為 7，總理論塔板數(shù)為 12，進(jìn)料板為第 6 塊板。7x? ； 39。6x? ； 39。5x? ； 39。4x? ； 39。3x? ； 39。2x? ； 39。39。39。1x? ， 39。39。 8 11. 07 1 28. 08 64. 39 /L R D qF k m ol h? ? ? ? ? ? ? 4. 求操 作線方程 精餾段方程為：1 0 . 7 6 6 0 . 2 2 711 Dn n nxRy x xRR? ? ? ? ??? 提餾段方程為： 39。 6 由此得平均相對揮發(fā)度 ? = 2. 回流比的確定 由于進(jìn)料為泡點(diǎn)進(jìn)料， q=1, m i n (1 )1 [ ] 1 .6 411DDFFxxR ?? ?? ? ??? min2 ?? 3. 精餾塔氣液相負(fù)荷 8 11 .07 36 .31 /L R D k mol h? ? ? ? ? ( 1 ) R D k m ol h? ? ? ? ? 39。 T=100 C ,? =。 T=90C ,? =。 5 （三） 塔工藝計算 一、 精餾塔物料衡算 1． 原料液及塔頂產(chǎn)品的 摩爾分率 苯的摩爾質(zhì)量 甲苯的摩爾質(zhì)量 / / / ??? 0 . 9 7 7 8 . 1 1 0 . 9 7 40 . 9 7 7 8 . 1 1 0 . 0 3 9 2 . 1 3Dx ??? 2. 原料液及塔頂產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 88 78. 11 12 92. 13 86. 568FM k g k m ol? ? ? ? ? 74 78. 11 26 92. 13 78. 475DM k g k m ol? ? ? ? ? 3. 由 物料衡算 計算塔底產(chǎn)品的摩爾分率及平均摩爾質(zhì)量 原料處理量 31 7 5 0 0 1 0 / 2 8 . 0 83 0 0 2 4 8 6 . 5 6 8F k m o l h k m o l h??? ? ? 總物料衡算 =D＋ W 苯 塔頂回收率 (D )/(F )= 聯(lián)立解得 D＝ kmol/h W= kmol/h 式中 F原料液流量 D塔頂產(chǎn)品量 W塔底產(chǎn)品量 由 苯物料衡算 ＝ ＋ Wx 解得 Wx = 二、 塔板數(shù)確定 1．苯 甲苯相對揮發(fā)度確定 根據(jù)表 2 計算各溫度下相對揮發(fā)度，得以下計算結(jié)果： T= C ,? =。 (２ ) 操作彈性較小 (約 2～ 3)。 (４ ) 壓降較低，每板壓力比泡罩塔約低 30％左右。 (２ ) 處理能力大，比同塔徑的泡罩塔可增加 10～ 15％。 塔板的類型為篩板塔精餾，篩板塔塔板上開有許多均布的篩孔，孔徑一般為3~8mm，篩孔在塔板上作正三角形排列。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，故操作回流比取最小回流比的 2倍。設(shè)計中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送人精餾塔內(nèi)。 由于對物料沒有特殊的 要求，可以在常壓下操作。 4 （二） 概述 一、 精餾基本原理 精餾操作就是利用液體混合物在一定壓力下各組分揮發(fā)度不同的性質(zhì)，在塔內(nèi)經(jīng)過多次部分汽化與多次部分冷凝， 使各組分得以完 全分離的過程。 四、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)或其他操作條件所需數(shù)據(jù)自己查閱資料或根據(jù)資料確定 五 、設(shè)計說明書內(nèi)容 1 目錄 2 概述（ 設(shè)計方案的確定和流程說明、 精餾基本原理 等 ） 3. 塔的物料恒算、塔板數(shù)的確定、塔的工藝條件 及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算； 4. 塔和塔板的主要工藝尺寸的設(shè)計： （ 1） 塔體工藝尺寸的計算； （ 2） 塔板主要工藝尺寸的計算； （ 3） 塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算； （ 4） 塔板負(fù)荷性能圖。 化工原理課程設(shè)計 書 苯 — 甲苯 精餾 塔設(shè)計 班級： 姓名： 學(xué)號： 指導(dǎo)老師： 2 目 錄 （一） 化工原理設(shè)計任務(wù)書 ............................................................ 3 （二） 概述 .......................................................................................... 4 一、 精餾基本原理 ...................................................................... 4 二、 設(shè)計方案的確定 ...................................................................... 4 （三） 塔工藝計算 ............................................................................. 5 一、 精餾塔物料衡算 .................................................................. 5 二、 塔板數(shù)確定 .......................................................................... 5 三、 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算 .................... 7 四、 精餾塔的塔體工藝尺寸設(shè)計 ........................................... 11 五、 塔板主要工藝尺寸計算 ................................................... 12 六、 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算 ....................................................... 14 七、 塔板負(fù)荷性能圖 ................................................................ 17 八、 設(shè)計結(jié)果一覽表 ................................................................. 23 （四） 輔助設(shè)備的設(shè)定 ................................................................... 24 （五） 設(shè)計評述心得 .........